[发明专利]手机嵌入式光谱仪

说明书

本发明涉及一种手机嵌入式光谱仪，包括一种手机嵌入式光谱仪，包括入射狭缝、准直镜、色散光栅、成像镜和成像面CCD，所述入射狭缝、准直镜、色散光栅、成像镜和成像面CCD设置于一块扁平光学材料的侧面，所述入射光通过入射狭缝到达设置在光路上的准直镜，准直镜出射平行光到色散光栅，经过色散光栅后，各种色光平行出射到成像镜，成像镜出射的光线汇聚成像在成像面CCD，成像面CCD和手机处理系统连接，使手机获得光谱识别能力。本发明为共体光学原件，设计的光学系统尺寸小，可以嵌入目前主流的手机中，不需要装配调试光学系统，适合大规模的生产。

技术领域

本发明设计光学设备技术领域，具体涉及一种手机嵌入式光谱仪。

背景技术

光谱仪是一种重要的光学测量分析装置，具有测量精度高，检测范围宽，速度快，样品用量少等优点。在冶金、地质、石油化工、医药卫生、环境保护、军事侦察、宇宙探索、资源和水文探测等方面获得广泛的应用。在台式计算机的帮助下，传统的微型光谱仪可以执行快速，直观，实时的在线定性或定量分析，但是由于其结构复杂、不便于携带及价格昂贵等不足，在户外使用不方便，特别是在现场使用。随着环境监测、食品安全以及实时安检等领域受到人们的关注，便携式光谱仪迅速发展起来，高灵敏高分辨率的便携式光谱仪被广泛用于教学、科研以及实际测试。便携式光谱仪仅仅只有手掌大小，在现场使用时尤为方便。

随着手机功能的日益集成化，越来越多的附加设备被用于与手机进行结合，实现了越来越多的功能。而传统的便携式光谱仪包括入射狭缝、准直透镜、光栅组件、检测器等光学元件，需要用过相应的机械支撑件相互固定，构成特定光学光谱识别功能，且由于结构和体积大的原因，还不能被嵌入手机内使用。

发明内容

本发明要提供一种手机嵌入式光谱仪，以克服现有技术存在的因结构和体积大而不能被嵌入手机使用的问题。

为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：一种手机嵌入式光谱仪，包括入射狭缝1、准直镜2、色散光栅3、成像镜4和成像面CCD 5，所述入射狭缝1、准直镜2、色散光栅3、成像镜4和成像面CCD 5设置于一块扁平光学材料的侧面，所述一块整体的光学材料的厚度小于3mm；所述入射光通过入射狭缝1，到达设置在光路上的准直镜2，准直镜2的出射光光路和入射光光路的夹角为θ1，凹面镜2出射平行光到色散光栅3，色散光栅3的出射光光路和准直镜2的出射光光路的夹角为θ2，经过色散光栅3后，各种色光平行出射到成像镜4，成像镜4的出射光路和色散光栅4的出射光路夹角为θ3，成像镜4出射的光线汇聚成像在成像面CCD5上。

上述θ1的范围是5°~15°。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明采用工体光学元件，构成光谱仪的核心光学元件按照几何光学逻辑关系一次布局在一块整体光学材料的周围。所设计的光学系统尺寸小于8*8*3mm，适应目前的各类移动平台，其体积可以嵌入目前主流的手机中，使手机具有光谱识别功能。

2、制备方便：各个光学元件均设置在一块光学材料上，通过光学加工保证各个分立元件的相对几何关系，不需要装配调试光学系统，适合大规模的生产。

附图说明

图1是本发明结构系统示意图；

图2是本发明的光学示意图；

图3是光学系统模拟仿真光路图；

图4是光学系统分辨光谱能力。

附图标记说明如下：

1-入射狭缝，2-准直镜，3-色散光栅，4-成像镜，5-成像面CCD。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细地说明：